今年《政府工作報告》指出,要大力推進現代化產業體系建設,加快發展新質生產力。要深化大數據、人工智能等研發應用,開展“人工智能+”行動,打造具有國際競爭力的數字產業集羣。實施製造業數字化轉型行動,加快工業互聯網規模化應用。而5G工廠作爲“5G+工業互聯網”在工業領域深度融合的產物,是推進“5G+工業互聯網”發展的一個新階段,實現了“5G+工業互聯網”從單點應用到體系化應用的跨越,體現了集成應用的效果,真正發揮出“5G+工業互聯網”“1+1>2”的效果,備受行業內外關注。
具體來看,5G工廠指的是將以5G爲代表的數字技術廣泛應用於工廠生產現場,形成生產單元廣泛連接、信息(IT)運營(OT)深度融合、數據要素充分利用、創新應用高效賦能的先進工廠。那麼,科技與傳統制造碰撞下的5G工廠有哪些新特點?5G工廠與傳統制造業又會產生怎樣的“化學反應”呢?
當工廠擁有“智慧大腦”
走進四川省中部城市德陽,這裏坐落着我國三大汽輪機生產基地之一——東方電氣集團東方汽輪機有限公司(以下簡稱“東汽”)。在這裏,新一代信息技術從生產現場監測、智能物流等環節深入滲透智能質檢、遠程操控、協同作業等核心控制環節,數字技術賦“智”工業生產效應更顯著。從製造到“智”造,“5G+工業互聯網”築基新質生產力,爲東汽賦予數智創新“密碼”,爲傳統制造業的轉型升級之路注入澎湃動力。
機械手臂自動抓取物料,5G通信AGV忙碌奔走,高度智能化的柔性生產線正飛速運轉,數字孿生長廊的數據跳躍……這是東汽5G工廠的黑燈產線。產線包含19臺五軸加工中心組成的F級壓氣機葉片黑燈產線和8臺高精度雙驅五軸數控加工中心組成的J型壓氣機黑燈產線。在柔性管理系統的指令下,機械手自動抓取物料,機牀柔性裝夾全自動加工,加工過程使用機器視覺、人工智能等多項技術,做到全流程24小時無人干預、智慧運行。
集控室內的“智慧大腦”掌管着工廠內的入庫出庫、物流運輸、物料上料、生產加工等生產線上的各個環節,實現遠程“指揮”。“我們通過新一代信息技術與先進製造技術的深度融合,打造出國內首個葉片加工無人車間及首條黑燈產線,將5G技術、工業互聯網、數字孿生、機器視覺等數字先進技術廣泛應用於此,特別是J型黑燈產線燃機加工精度達0.03毫米,相當於一根頭髮絲的1/2、一張A4紙厚度的1/3,達到世界頂級水平。”據東汽智能製造相關負責人介紹,該智慧產線投產後,實現了24小時無人干預連續加工,毫秒級精準定位,40秒內智慧供料,質量合格率達99%,人均效率提升650%,設備利用率達到90%,能源利用率提升47%。
如今,東汽自主研製的國內首臺F級50兆瓦重型燃機G50商用機的壓氣機葉片,就是在黑燈產線上加工完成的,打破了國外技術壟斷,爲我國高端能源裝備給出了“自主”的新選擇。在這裏,還將繼續加工出像G50這樣大國重器的“中國芯”。
在東汽數字集控中心,管理人員聚精會神地觀察着各個車間產線的生產狀態。針對數控機牀、機器人、焊機、熱處理爐等關鍵核心設備,東汽搭建了5G與光纖融合的車間物聯網以及邊緣計算網絡,開發東汽統一的SCADA系統,同時部署集中數據分析平臺,將採集的設備各類型數據統一進入數據平臺進行管理,實現與工單、工藝要求的匹配性分析。
“以往,一臺設備既不方便去查閱它的過去,也難以追蹤它的現在,更無法預測它的未來。”東汽裝備能源部設備專家說,“現在通過構建5G+多源異構物聯網,以SCADA系統及CNC技術爲支撐,可以對設備的運行時間、狀態參數、工藝參數、故障信息等進行實時採集,並結合數據模型分析開展預測性維護。”通過“採集—存儲—應用—改善”閉環的數據管控思維,以精益改善爲切入點,建立設備關鍵參數、檢驗、生產等指標的監控策略,解決了過去設備沒有有效監測手段與預防手段的問題,實現穩定並不斷優化的生產過程,提高設備運行使用效率,爲車間排產及資源動態配置提供有力保障。
爲舌尖安全保駕護航
民以食爲天,食以安爲先。隨着經濟的發展,食品安全已然成爲民生大工程。當工業互聯網逐漸成爲企業生產發展的重要一環,作爲速凍食品行業龍頭企業的三全食品,首先推進落實的就是將數字化技術投入食品安全中,爲老百姓的舌尖安全保駕護航。
走進車間,AI識別設備已經成爲生產線上不可或缺的一環。每個產品都要經過嚴格檢測才能進入下個生產環節。這一次次的檢測背後,是5G+AI不良品識別技術系統的創新賦能。
“我們聯合鄭州聯通着力打造了工業互聯網網絡建設方案,依託優質的5G內外網,結合生產場景,通過‘1+1+N’模式,即1張網絡、1個平臺、N個場景應用建設架構,實現1個工業互聯網平臺和N個5G應用場景。”三全食品公司信息部相關負責人介紹,“基於該方案,我們充分利用AI識別算法,結合5G網絡、雲計算,通過高清攝像頭進行樣本信息採集及訓練。當形成有效的算法與標準後將技術投入使用,成功實現異常信息的標記識別,並配合自動化設備高效完成剔除記錄的任務。”
據瞭解,在5G+AI不良品識別技術配合自動化設備投入使用之前,速凍食品的生產,一般會有兩個環節對不良品進行識別和剔除。一個是在產品未速凍前,由人工站在輸送線兩側,在照明燈下仔細辨認,主要篩選剔除沾染毛髮異物、產品未封口、無皮等明顯外觀不良的產品;另一環節是在產品速凍後在振動篩上對產品逐批挑揀,剔除外觀粘連、露餡、爛肚等異常產品。這兩個環節不僅人工勞動強度大,而且識別難度大,從而影響產品整體品質。
“自從該技術投入使用後,我們的不良品檢出率比之前人工檢測提升了6~7倍,檢測也更廣泛更精細,全面提升了產品質量。”三全食品公司信息部相關負責人說。
在採訪中記者發現,通過5G+AI不良品識別技術配合自動化設備,產品速凍後的智能分揀效率和食品安全保障都邁上了新臺階,不良品的自動標記、識別、剔除、分析與告警都更及時準確,而且在生產過程中,實時展示不良品分類及數量,聯動生產前端及時優化生產參數,在進一步提高產品良品率的同時,也降低了員工的工作強度,確保了質量的穩定性。
藉助數字化確保食品安全,已然成爲三全食品日常生產中不可或缺的一環,而這正體現了對民生的關心與重視,當企業藉助工業互聯網加快數字化轉型步伐時,勢必會推動企業的高質量發展。